„Alphapithovirus“ – Versionsunterschied
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Version vom 15. Januar 2019, 23:09 Uhr
| Pithovirus sibericum | ||||||||
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Skizze von Pithovirus sibericum | ||||||||
| Systematik | ||||||||
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| Taxonomische Merkmale | ||||||||
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| Wissenschaftlicher Name | ||||||||
| ‚Pithovirus‘ | ||||||||
| Links | ||||||||
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Die Pithoviren (von Vorlage:ELSalt píthos: Vorratsgefäß, siehe auch die – nicht ganz korrekte Übersetzung – Büchse der Pandora) sind eine putative (d. h. noch nicht vom ICTV offiziell anerkannte) Gruppe von Riesenviren innerhalb der Nucleocytoplasmic large DNA viruses (NCLDV), für die vorgeschlagen wurde, sie als Megavirales in den Rang einer Virusordnung zu erheben.
Entdeckung
Pithovirus sibericum wurde 2014 aus über 30.000 Jahre altem sibirischem Permafrostboden isoliert. Es ist bis dato das älteste Eukaryoten infizierende DNA-Virus, das wieder zu einer Infektion gebracht werden konnte. Dies lässt vermuten, dass aus dem auf Grund der globalen Erwärmung auftauenden Permafrostboden noch weitere infektiöse Viren oder Mikroorganismen freigesetzt werden könnten. Um im Boden nach noch infektiösen Viren zu suchen, wurde eine Probe aus spät-pleistozänen Sedimenten des Kolyma-Tieflands steril entnommen und diese mit einer Kultur von Acanthamoeba castellanii als möglichem Wirt für Viren inkubiert. Nach der Vermehrung in Acanthamoeba wurden die Viruspartikel gereinigt und mittels Transmissionselektronenmikroskopie und Genomsequenzierung analysiert.
Levasseur und Kollegen haben 2016 eine weitere Spezies in dieser Gattung, Pithovirus massiliensis, isoliert.[2]
Eigenschaften
Pithovirus sibericum ist bereits lichtmikroskopisch als eiförmige Partikel zu erkennen. Diese besitzen eine Länge von etwa 1,5 µm und eine Breite von etwa 500 nm. Elektronenmikroskopisch lässt sich eine etwa 60 nm dicke Virushülle erkennen, die parallele, aufrechte Streifen aufweist. Die Öffnung an der Spitze der Virushülle wird durch eine etwa 160 nm breite und 80 nm dicke Struktur aus 15 nm breiten Stäben verschlossen, die in der Aufsicht ein hexagonales Gittermuster aufweist und mit einer aufgerollten Membran im Inneren verbunden zu sein scheint. Im Inneren der Virushülle liegt ein membranumschlossenes Kompartiment, das keine inneren Strukturen aufweist außer einer gelegentlich sichtbaren 50 nm durchmessenden elektronendichten Kugel und einer schlauchförmigen Struktur entlang der Längsachse des Virus.
Das Genom besteht aus doppelsträngiger DNA, die als geschlossener Ring oder als lineares Molekül mit redundanten Enden vorliegen könnte. Die 610.033 Basenpaare weisen einen GC-Gehalt von 36 % auf und codieren für 467 Proteine.
Pithovirus sibericum unterscheidet sich damit von den äußerlich ähnlichen Pandoraviren durch die korkenartige Struktur an der Hüllenspitze und das deutlich kleinere, AT-reichere Genom mit weniger Genen.
Lebenszyklus
Der Lebenszyklus von Pithovirus sibericum ist aus Kulturen mit Acanthamoeba bekannt und beginnt mit der Phagocytose der Viruspartikel durch den Wirt. Nach dem Verlust der korkenartigen Struktur fusioniert die virale Membran mit der Vakuolenmembran des Wirts, so dass sich eine kanalartige Verbindung des viralen Kompartiments mit dem Wirtscytoplasma bildet. Vier bis sechs Stunden nach der Infektion wird eine klare Zone im Wirtscytoplasma sichtbar, in der sich zahlreiche Vesikel sammeln. Die Virushülle und das innere Kompartiment werden gemeinsam gebildet, wobei zuerst rechteckige, geschlossene Partikel, bereits mit der charakteristischen korkenartigen Struktur, entstehen, deren äußere Wand sich später verdickt und die dann ihre eiförmige Gestalt annehmen. Die gestreifte, äußerste Schicht wird am Ende und in einzelnen Stücken aufgebaut. Am Ende wird die Wirtszelle aufgelöst und hunderte von Viruspartikeln (Virionen) werden entlassen.
Systematik
Innere Systematik
Die folgende Liste umfasst lediglich die oben erwähnten Vorschläge für zugehörige Virenspezies. Weder die Gattung als solche, noch einzelne Spezies sind bisher vom ICTV offiziell anerkannt (Stand November 2018):
- Gattung ‚Pithovirus‘
- Spezies: Pithovirus massiliensis
- Spezies: Pithovirus sibericum
Äußere Systematik
Inzwischen wurden weitere Viren gefunden, die offenbar ins Umfeld der Gattung Pithovirus gehören (auch wenn sie vom ICTV mit Stand vom November 2018 ebenfalls noch nicht offiziell aufgenommen wurden):
- ‚Cedratvirus‘ (A11)[3]
- ‚Oprpheovirus‘ (IHUMI-LCC2)[4]
- ‚Solivirus‘ und ‚Solumvirus‘ sind vorgeschlagene Spezies aus einer Metagenomanalyse von Waldbodenproben durch F. Schulz und Kollegen 2018.[5]
Für diese Funde schlagen Schulz et al. folgende Systematik innerhalb der NCLDV vor:[5]
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Einen Vorschlag für eine Systematik der putativen Familie Pithoviridae findet sich beim CNRS (2018).[6]
Literatur
- Matthieu Legendre, Julia Bartoli, Lyubov Shmakova, Sandra Jeudy, Karine Labadie, Annie Adrait, Magali Lescot, Olivier Poirot, Lionel Bertaux, Christophe Bruley, Yohann Couté, Elizaveta Rivkina, Chantal Abergel, Jean-Michel Claveri: Thirty-thousand-year-old distant relative of giant icosahedral DNA viruses with a pandoravirus morphology. In: PNAS. Band 111, Nr. 11, 2014, S. 4274–4279, doi:10.1073/pnas.1320670111 (freier Volltext).
Weblinks
Einzelnachweise
- ↑ Eugene V. Koonin, Natalya Yutin: Evolution of the Large Nucleocytoplasmatic DNA Viruses of Eukaryotes and Convergent Origins of ViralGigantism, in: Advances in Virus reseach, Band 103, AP 21. Januar 2019, doi:10.1016/bs.aivir.2018.09.002, S. 167-202.
- ↑ Anthony Levasseur, Julien Andreani, Jeremy Delerce, Jacques Bou Khalil, Catherine Robert, Bernard La Scola, Didier Raoult: Comparison of a Modern and Fossil Pithovirus Reveals Its Genetic Conservation and Evolution. In: Genome Biology and Evolution. Band 8, Nr. 8, Juli 2016, ISSN 1759-6653, S. 2333–2339, doi:10.1093/gbe/evw153, PMID 27389688, PMC 5010891 (freier Volltext).
- ↑ Julien Andreani, Sarah Aherfi, Jacques Yaacoub Bou Khalil, Fabrizio Di Pinto, Idir Bitam, Didier Raoult, Philippe Colson, Bernard La Scola: Cedratvirus, a Double-Cork Structured Giant Virus, is a Distant Relative of Pithoviruses. In: Viruses / Molecular Diversity Preservation International. Band 8, Nr. 11, November 2016, ISSN 1999-4915, S. 300, doi:10.3390/v8110300, PMID 27827884, PMC 5127014 (freier Volltext).
- ↑ Julien Andreani, Jacques Y. B. Khalil, Emeline Baptiste, Issam Hasni, Caroline Michelle, Didier Raoult, Anthony Levasseur, Bernard La Scola: Orpheovirus IHUMI-LCC2: A New Virus among the Giant Viruses. In: Frontiers in Microbiology. Band 8, 22. Januar 2018, ISSN 1664-302X, doi:10.3389/fmicb.2017.02643.
- ↑ a b Frederik Schulz, Lauren Alteio, Danielle Goudeau, Elizabeth M. Ryan, Feiqiao B. Yu, Rex R. Malmstrom, Jeffrey Blanchard, Tanja Woyke: Hidden diversity of soil giant viruses. In: Nature Communications. Band 9, Nr. 1, 2018, ISSN 2041-1723, Artikel 4881, Anmerkung 38, doi:10.1038/s41467-018-07335-2 (nature.com).
- ↑ Centre national de la recherche scientifique: List of the main “giant” viruses known as of today, Université Aix Marseille, 18. April 2018